Lesão Celular e Morte Celular

Prévia do material em texto

C A P Í T U L O 16 Lesão Celular, Morte Celular e Adaptações
VISÃO GERAL DA LESÃO CELULAR 
E MORTE CELULAR
Como mencionado no início do capítulo, a lesão celular ocor-
re quando as células são estressadas tão excessivamente que 
não são mais capazes de se adaptar ou quando são expostas a 
agentes lesivos ou são prejudicadas por anomalias intrínsecas 
(p. ex., no DNA ou nas proteínas). Os diferentes estímulos le-
sivos afetam muitas vias metabólicas e organelas celulares. A 
lesão pode progredir de um estágio reversível e culminar em 
morte celular (Fig. 1-1).
•	 Lesão celular reversível. Nos estágios iniciais ou nas formas 
leves de lesão, as alterações morfológicas e funcionais são 
reversíveis se o estímulo nocivo for removido. Nesse es-
tágio, embora existam anomalias estruturais e funcionais 
significativas, a lesão ainda não progrediu para um dano 
severo à membrana e dissolução nuclear.
•	 Morte celular. Com a persistência do dano, a lesão torna-se 
irreversível e, com o tempo, a célula não pode se recuperar 
e morre. Existem dois tipos de morte celular — necrose e apop-
tose — que diferem em suas morfologias, mecanismos e papéis 
na fisiologia e na doença (Fig. 1-6 e Tabela 1-1). Quando o 
dano às membranas é acentuado, as enzimas extravasam 
dos lisossomos, entram no citoplasma e digerem a célula, 
resultando em necrose. Os conteúdos celulares também 
extravasam através da membrana plasmática lesada e 
iniciam uma reação (inflamatória) no hospedeiro. A ne-
crose é a principal via de morte celular em muitas lesões 
comumente encontradas, como as que resultam de isque-
mia, de exposição a toxinas, várias infecções e trauma. 
Quando a célula é privada de fatores de crescimento ou 
quando o DNA celular ou as proteínas são danificadas 
sem reparo, a célula se suicida por outro tipo de morte, 
chamado apoptose, que é caracterizada pela dissolução 
nuclear sem a perda da integridade da membrana. En-
quanto a necrose constitui sempre um processo patológi-
co, a apoptose auxilia muitas funções normais e não está 
necessariamente associada à lesão celular patológica. Além 
disso, a apoptose, em certos papéis fisiológicos, não desencadeia 
uma resposta inflamatória. As características morfológicas, 
os mecanismos e o significado dessas duas vias de morte 
celular são discutidos em mais detalhes nas próximas 
seções.
CAUSAS DA LESÃO CELULAR
As causas da lesão celular variam de trauma físico grosseiro 
de um acidente de automóvel a defeito em um único gene que 
resulta em uma enzima defeituosa, caracterizando uma doença 
Figura 1-6 Características celulares da necrose (esquerda) e da apoptose (direita).
7Morfologia da lesão celular e tecidual
metabólica específica. A maioria dos estímulos nocivos pode ser 
agrupada nas seguintes categorias.
Privação de Oxigênio
A hipóxia, ou deficiência de oxigênio, interfere com a res-
piração oxidativa aeróbica e constitui uma causa comum 
e extremamente importante de lesão e morte celulares. A 
hipóxia pode ser distinguida da isquemia, que é a perda do 
suprimento sanguíneo em um tecido devido ao impedimento 
do fluxo arterial ou à redução da drenagem venosa. Enquanto 
a isquemia é a causa mais comum de hipóxia, a deficiência 
de oxigênio pode resultar também da oxigenação inadequada 
do sangue, como na pneumonia, ou por redução da capaci-
dade do sangue em transportar oxigênio, como na anemia 
ou envenenamento por monóxido de carbono (CO). (O CO 
forma um complexo estável com a hemoglobina que impede 
a ligação ao oxigênio.)
Agentes Químicos
Enorme número de substâncias químicas que podem lesar as 
células é amplamente conhecido; mesmo substâncias inócuas, 
como glicose, o sal ou mesmo água, se absorvidas ou admi-
nistradas em excesso podem perturbar o ambiente osmótico, 
resultando em lesão ou morte celular. Os agentes comumente 
conhecidos como venenos causam severos danos em nível ce-
lular por alterarem a permeabilidade da membrana, a homeos-
tasia osmótica ou a integridade de uma enzima ou cofator. A 
exposição a esses venenos pode culminar em morte de todo o 
organismo. Outros agentes potencialmente tóxicos são encon-
trados diariamente no nosso ambiente; eles incluem poluentes 
do ar, inseticidas, CO, asbesto e os “estímulos” sociais, como 
o álcool. Mesmo as drogas terapêuticas podem causar lesão à 
célula ou ao tecido em paciente suscetível ou se usadas de modo 
excessivo ou inapropriado (Capítulo 7). Até mesmo o oxigênio 
em altas pressões parciais é tóxico.
Agentes Infecciosos
Esses agentes variam desde vírus submicroscópicos a tênias 
grandes; entre eles estão as riquétsias, as bactérias, os fungos e 
os protozoários. As diversas maneiras pelas quais os patógenos 
infecciosos causam lesão são discutidas no Capítulo 8.
Reações Imunológicas
Embora o sistema imune defenda o corpo contra micróbios 
patogênicos, as reações imunes podem também resultar em 
lesão à célula ou ao tecido. Os exemplos incluem as reações 
autoimunes contra os próprios tecidos e as reações alérgicas 
contra substâncias ambientais, em indivíduos geneticamente 
suscetíveis (Capítulo 4).
Fatores Genéticos
As anomalias genéticas resultam em alterações patológicas 
tão grosseiras como nas malformações congênitas associadas 
com a síndrome de Down ou tão sutis como a substituição de 
um único aminoácido na hemoglobina S originando a anemia 
falciforme (Capítulo 6). Os defeitos genéticos causam lesão 
celular por causa da deficiência de proteínas funcionais, como 
os defeitos enzimáticos nos erros inatos do metabolismo ou a 
acumulação de DNA danificado ou proteínas mal dobradas, 
ambos disparando a morte celular quando são irreparáveis. As 
variações genéticas (polimorfismos) podem influenciar também 
a suscetibilidade das células a lesão por substâncias químicas e 
outras lesões ambientais.
Desequilíbrios Nutricionais
Até mesmo na presente era de borbulhante riqueza global, as 
deficiências nutricionais permanecem como a principal causa 
de lesão celular. As deficiências proteico-calóricas entre as po-
pulações desfavorecidas é o exemplo mais óbvio; as deficiências 
de vitaminas específicas não são incomuns, mesmo em países 
desenvolvidos com alto padrão de vida (Capítulo 7). Ironica-
mente, os excessos nutricionais são também causas importantes 
de morbidade e mortalidade; por exemplo, a obesidade aumenta 
consideravelmente o risco para diabetes melito tipo 2. Além 
disso, as dietas ricas em gordura animal estão fortemente im-
plicadas no desenvolvimento da aterosclerose, como também 
na vulnerabilidade aumentada a muitas desordens, incluindo 
o câncer.
Agentes Físicos
O trauma, os extremos de temperatura, a radiação, o choque 
elétrico e as alterações bruscas na pressão atmosférica exercem 
profundos efeitos nas células (Capítulo 7).
Envelhecimento
A senescência celular leva a alterações nas habilidades re-
plicativas e de reparo das células e tecidos. Essas alterações 
levam à diminuição da capacidade de responder ao dano e, 
finalmente, à morte das células e do organismo. Os principais 
mecanismos do envelhecimento celular são discutidos no fim 
deste capítulo.
MORFOLOGIA DA LESÃO CELULAR 
E TECIDUAL
Antes de discutirmos os mecanismos bioquímicos que levam 
a alterações, é útil descrevermos as alterações básicas que 
ocorrem nas células lesadas. Todos os estresses e influências 
Tabela 1-1 Características da Necrose e da Apoptose
Característica Necrose Apoptose
Tamanho da célula Aumentado (tumefação) Reduzido (retração)
Núcleo Picnose → cariorrexe → cariólise Fragmentação em fragmentos do tamanho de nucleossomas
Membrana plasmática Rompida Intacta; estrutura alterada, especialmente a orientação dos lipídios
Conteúdos celulares Digestão enzimática; extravasam da célula Intactos; podem ser liberados nos corpos apoptóticos
Inflamação adjacente Frequente Não
Papel fisiológico ou patológico Invariavelmente patológica (finalização da 
lesão celular irreversível)
Sempre fisiológica, eliminação de células não desejadas; pode ser 
patológica após algumas formasde lesão celular, especialmente lesão 
de DNA e proteína
DNA, ácido desoxirribonucleico.
C A P Í T U L O 18 Lesão Celular, Morte Celular e Adaptações
nocivas exercem seus efeitos, primeiro, em nível molecular 
ou bioquímico. A função celular pode ser perdida antes que ocorra 
a morte celular, e as alterações morfológicas na lesão (ou morte) 
celular surgem mais tarde (Fig. 1-7). Por exemplo, as células 
miocárdicas tornam-se não contráteis após 1-2 minutos de 
isquemia, embora não morram até que 20-30 minutos de is-
quemia tenham decorrido. Esses miócitos não parecem mortos 
na microscopia eletrônica por 2-3 horas e por 6-12 horas na 
microscopia óptica.
Os desarranjos celulares da lesão reversível podem ser re-
parados e, se o estímulo nocivo cessa, a célula retorna à sua 
normalidade. Entretanto, a lesão persistente ou excessiva faz 
com que as células passem do nebuloso “ponto de não retorno” 
para lesão irreversível e morte celular. Os eventos que determinam 
quando a lesão reversível torna-se irreversível e progride para 
a morte celular permanecem pouco compreendidos. A relevân-
cia clínica dessa questão é óbvia; se as alterações bioquímicas 
e moleculares que antecipam a morte celular puderem ser 
identificadas com precisão, é possível traçar estratégias para 
prevenir a transição de lesão celular reversível para irreversível. 
Embora não existam correlações morfológicas ou bioquímicas 
definitivas da irreversibilidade, dois fenômenos caracterizam 
consistentemente a irreversibilidade: a incapacidade de reverter a 
disfunção mitocondrial (perda da fosforilação oxidativa e geração 
de ATP) mesmo depois da resolução da lesão original e os 
profundos distúrbios na função da membrana. Como mencionado 
anteriormente, a lesão nas membranas lisossômicas leva à dis-
solução enzimática da célula lesada, que é a característica da 
necrose.
Os diferentes estímulos nocivos já mencionados induzem 
a morte por necrose ou por apoptose (Fig. 1-6 e Tabela 1-1). A 
seguir descrevemos a morfologia da lesão celular reversível e da 
necrose; a sequência das alterações nesses processos é ilustrada 
na Figura 1-6, à esquerda. A apoptose possui muitas caracterís-
ticas únicas, que descreveremos separadamente mais adiante 
no capítulo.
Lesão Reversível
As duas principais características morfológicas da lesão celular 
reversível são a tumefação celular e a degeneração gordurosa. A 
tumefação celular é resultado da falência das bombas de íons 
dependentes de energia na membrana plasmática, levando a 
uma incapacidade de manter a homeostasia iônica e líquida. 
A degeneração gordurosa ocorre na lesão hipóxica e em vá-
rias formas de lesão metabólica ou tóxica e manifesta-se pelo 
surgimento de vacúolos lipídicos, grandes ou pequenos, no 
citoplasma. Os mecanismos da degeneração gordurosa são dis-
cutidos no Capítulo 15.
Em algumas situações, lesões potencialmente nocivas in-
duzem alterações específicas nas organelas celulares, como o 
retículo endoplasmático. O retículo endoplasmático agranular 
está envolvido no metabolismo de vários agentes químicos, 
e as células expostas a esses agentes exibem a hipertrofia do 
retículo endoplasmático como uma resposta adaptativa que 
pode ter consequências funcionais importantes. Por exemplo, 
os barbitúricos são metabolizados no fígado pelo sistema 
de oxidase de função mista citocromo P-450, encontrado no 
retículo endoplasmático agranular. O uso constante de bar-
bitúricos leva a um estado de tolerância, com diminuição do 
efeito da droga e necessidade de doses maiores. Essa adapta-
ção deve-se ao aumento do volume (hipertrofia) do retículo 
endoplasmático agranular dos hepatócitos e consequente 
aumento da atividade enzimática do P-450. Embora as modi-
ficações mediadas pelo P-450 sejam sempre acreditadas como 
“detoxificação”, muitos compostos são convertidos em mais 
nocivos por esse processo. Um exemplo disso é o tetracloreto 
de carbono (CCl4), discutido adiante. Além disso, os produtos 
formados por esse metabolismo oxidativo incluem as espécies 
reativas de oxigênio (ERO), que podem lesar a célula. As célu-
las adaptadas a uma droga possuem capacidade aumentada 
de metabolizar outros compostos, pelo mesmo sistema. Se 
pacientes que utilizam fenobarbital para epilepsia aumentam 
a ingestão de álcool, sofrem uma queda dos níveis de concen-
tração sanguínea do medicamento a níveis subterapêuticos, 
por causa da indução do retículo endoplasmático agranular 
em resposta ao álcool.
MORFOLOGiA
A tumefação celular é a primeira manifestação de quase to-
das as formas de lesão celular (Fig. 1-8, B). É uma alteração mor-
fológica reversível, de difícil observação na microscopia óptica, 
podendo ser mais visível ao nível do órgão inteiro. Quando afeta 
muitas células em um órgão, causa alguma palidez (resultante da 
compressão dos capilares), aumento do turgor e aumento do 
peso do órgão. O exame microscópico pode revelar pequenos 
vacúolos claros dentro do citoplasma que representam segmen-
tos distendidos e separados do retículo endoplasmático. Esse 
padrão de lesão não letal às vezes é chamado de alteração 
hidrópica ou degeneração vacuolar. A degeneração 
gordurosa é manifestada pela presença de vacúolos lipídicos 
no citoplasma. Ela é encontrada principalmente em células que 
participam do metabolismo da gordura (p. ex., hepatócitos e 
células miocárdicas) e também é reversível. As células lesadas 
podem exibir também coloração eosinofílica que se torna muito 
mais pronunciada com a progressão para a necrose.
As alterações intracelulares associadas a lesão reversível 
(Fig. 1-6) incluem: (1) alterações na membrana plasmática, 
Figura 1-7 Relações entre função celular, morte celular e alterações 
morfológicas da lesão celular. Note que as células rapidamente se tor-
nam não funcionais após o início da lesão, embora estejam ainda viáveis 
com lesão potencialmente reversível; uma lesão de duração mais longa 
leva finalmente a lesão irreversível e à morte celular. Note também que, 
tipicamente, a morte celular precede as alterações morfológicas visíveis 
macroscopicamente, à microscopia óptica e ultraestruturais.
9Morfologia da lesão celular e tecidual
Necrose
Necrose é o tipo de morte celular que está associado à perda 
da integridade da membrana e extravasamento dos conteúdos 
celulares, culminando na dissolução das células, resultante da 
ação degradativa de enzimas nas células lesadas letalmente. Os 
conteúdos celulares que escapam sempre iniciam uma reação 
local do hospedeiro, conhecida como inflamação, no intuito de 
eliminar as células mortas e iniciar o processo de reparo sub-
sequente (Capítulo 2). As enzimas responsáveis pela digestão 
da célula são derivadas dos lisossomos das próprias células 
que estão morrendo ou dos lisossomos dos leucócitos que são 
recrutados como parte da reação inflamatória às células mortas.
como bolhas, apagamento ou distorção das microvilosidades e 
perda das adesões intercelulares; (2) alterações mitocondriais, 
como tumefação e presença de densidades amorfas ricas em 
fosfolipídios; (3) dilatação do RE com destacamento dos ribos-
somos e dissociação dos polissomos; (4) alterações nucleares, 
com condensação da cromatina. O citoplasma pode conter 
massas fosfolipídicas, conhecidas como figuras de mielina, 
derivadas das membranas celulares lesadas.
MORFOLOGiA
A necrose é caracterizada por alterações no citoplasma e no 
núcleo das células lesadas (Fig. 1-6, esquerda, e 1-8, C).
•	 Alterações citoplasmáticas. As células necróticas exi-
bem aumento da eosinofilia (isto é, coloração rósea 
do corante eosina, o “E” no “H&E”), atribuível em parte às 
proteínas citoplasmáticas desnaturadas que se ligam à eosina 
e, em parte, à perda do RNA citoplasmático, perdendo a 
basofilia (basofilia refere-se à coloração azul do corante 
hematoxilina, o “H” no “H&E”). A célula pode ter aparência 
homogênea mais vítrea do que as células viáveis, principal-
mente por causa da perda de partículas de glicogênio. As 
figuras de mielina sãomais evidentes nas células necróticas 
do que nas células com lesão reversível. Quando as enzimas 
já digeriram as organelas citoplasmáticas, o citoplasma se 
torna vacuolado e parece “roído por traças”. À microscopia 
eletrônica, as células necróticas caracterizam-se pela descon-
tinuidade das membranas das organelas e das membranas 
plasmáticas, pela dilatação acentuada das mitocôndrias com a 
presença de grandes densidades amorfas, pelo rompimento 
dos lisossomos e figuras de mielina intracitoplasmáticas.
•	 Alterações nucleares. As alterações nucleares assumem 
um dos três padrões, todos devidos à degradação da cro-
matina e do DNA. A basofilia da cromatina pode esmaecer 
(cariólise), provavelmente devido à atividade da desoxir-
ribonuclease (DNase). Um segundo padrão é a picnose, 
caracterizada pela retração nuclear e aumento da basofilia; 
o DNA se condensa em uma massa sólida e encolhida. No 
terceiro padrão, a cariorrexe, o núcleo picnótico sofre 
fragmentação. Dentro de 1-2 dias, o núcleo da célula morta 
desaparece totalmente. A microscopia eletrônica mostra 
profundas alterações nucleares que culminam na dissolução 
do núcleo.
•	 Destino das células necróticas. As células necróticas 
podem persistir por algum tempo ou ser digeridas por en-
zimas e desaparecer. As células mortas são substituídas por 
figuras de mielina que são fagocitadas por outras células ou, 
mais tarde, degradadas em ácidos graxos. Esses ácidos gra-
xos se ligam a sais de cálcio, resultando em células mortas 
calcificadas.
Padrões de Necrose Tecidual
A necrose de um conjunto de células em um tecido ou órgão, 
por exemplo, na isquemia miocárdica, resulta em morte de 
todo o tecido e, algumas vezes, do órgão inteiro. Existem vários 
padrões morfológicos distintos de necrose tecidual, os quais po-
dem fornecer pistas sobre a causa básica. Embora os termos que 
descrevem esses padrões não reflitam os mecanismos básicos, 
são de uso comum e suas implicações são compreendidas por 
clínicos e patologistas. A maioria desses tipos de necrose possui 
aparência macroscópica distinta; a necrose fibrinoide é detectada 
apenas por exame histológico.
Figura 1-8 Alterações morfológicas na lesão celular reversível e irreversível (necrose). A, Túbulos renais normais com células epiteliais viáveis. B, Lesão 
isquêmica inicial (reversível) mostrando, em células ocasionais, bolhas na superfície, eosinofilia aumentada do citoplasma e tumefação celular. C, Necrose 
(lesão irreversível) de células epiteliais com perda dos núcleos, fragmentação das células e extravasamento dos conteúdos.
(Cortesia dos Drs. Neal Pinckard e M.A. Venkatachalam, University of Texas Health Sciences Center, San Antonio, Tex.)
C A P Í T U L O 110 Lesão Celular, Morte Celular e Adaptações
MORFOLOGiA
•	 A	necrose de coagulação é a forma de necrose tecidual 
na qual a arquitetura básica dos tecidos mortos é preser-
vada por, pelo menos, alguns dias (Fig. 1-9). Os tecidos 
afetados adquirem textura firme. Supostamente, a lesão 
desnatura não apenas as proteínas estruturais, como tam-
bém as enzimas, bloqueando assim a proteólise das células 
mortas; como resultado, células anucleadas e eosinofílicas 
persistem por dias ou semanas. Os leucócitos são recru-
tados para o sítio da necrose e suas enzimas lisossômicas 
digerem as células mortas. Finalmente, os restos celulares 
são removidos por fagocitose. A necrose de coagulação é 
característica de infartos (áreas de necrose isquêmica) em 
todos os órgãos sólidos, exceto o cérebro.
•	 Necrose liquefativa é observada em infecções bacteria-
nas focais ou, ocasionalmente, nas infecções fúngicas porque 
os micróbios estimulam o acúmulo de células inflamatórias 
e as enzimas dos leucócitos a digerirem (“liquefazer”) o 
tecido. Por motivos desconhecidos, a morte por hipóxia, de 
células dentro do sistema nervoso central, com frequência 
leva a necrose liquefativa (Fig. 1-10). Seja qual for a pato-
genia, a liquefação digere completamente as células mortas, 
resultando em transformação do tecido em uma massa vis-
cosa líquida. Finalmente, o tecido digerido é removido por 
fagocitose. Se o processo foi iniciado por inflamação aguda, 
como na infecção bacteriana, o material é frequentemente 
amarelo cremoso e é chamado de pus (Capítulo 2).
•	 A	necrose gangrenosa não é um padrão específico de 
morte celular, mas o termo ainda é usado comumente na 
prática clínica. Em geral, é aplicado a um membro, comu-
mente a perna, que tenha perdido seu suprimento sanguí-
neo e que sofreu necrose de coagulação, envolvendo várias 
camadas de tecido. Quando uma infecção bacteriana se 
superpõe, a necrose de coagulação é modificada pela ação 
liquefativa das bactérias e dos leucócitos atraídos (resultan-
do na chamada gangrena úmida).
•	 A	necrose caseosa é encontrada mais frequentemente em 
focos de infecção tuberculosa. O termo caseoso (semelhante 
a queijo) é derivado da aparência friável branco-amarelada da 
área de necrose (Fig. 1-11). Ao exame microscópico, pela co-
loração de hematoxilina e eosina, o foco necrótico exibe uma 
coleção de células rompidas ou fragmentadas, com aparência 
granular amorfa rósea. Diferentemente da necrose de coagu-
lação, a arquitetura do tecido é completamente obliterada, e 
os contornos celulares não podem ser distinguidos. A área de 
necrose caseosa é frequentemente encerrada dentro de uma 
borda inflamatória nítida; essa aparência é característica de um 
foco de inflamação conhecido como granuloma (Capítulo 2).
•	 A	necrose gordurosa refere-se a áreas focais de destruição 
gordurosa, tipicamente resultantes da liberação de lipases 
pancreáticas ativadas na substância do pâncreas e na cavidade 
peritoneal. isso ocorre na emergência abdominal calamitosa 
conhecida como pancreatite aguda (Capítulo 16). Nesse dis-
túrbio, as enzimas pancreáticas que escapam das células acina-
res e dos ductos liquefazem as membranas dos adipócitos do 
peritônio, e as lipases dividem os ésteres de triglicerídeos con-
tidos nessas células. Os ácidos graxos liberados combinam-se 
Figura 1-10 Necrose liquefativa. infarto no cérebro mostrando a dis-
solução do tecido.
Figura 1-9 Necrose coagulativa. A, infarto renal em forma de cunha (amarelo), com preservação dos contornos. B, Aspecto microscópico da borda 
do infarto, com rim normal (N) e células necróticas no infarto (I). As células necróticas mostram contornos preservados, com ausência de núcleos e 
infiltrado inflamatório (difícil de perceber nesse aumento).
11Mecanismos da lesão celular
O extravasamento de proteínas intracelulares através da mem-
brana celular rompida e, por fim, para a circulação fornece meios de 
detectar a necrose tecido-específica, usando-se amostras de sangue 
ou de soro. Por exemplo, o músculo cardíaco contém uma iso-
forma única da enzima creatina cinase e da proteína contrátil 
troponina, enquanto o epitélio do ducto hepático biliar contém 
uma isoforma, resistente à temperatura, da enzima fosfatase 
alcalina, e os hepatócitos contêm transaminases. A lesão ir-
reversível e a morte celular nesses tecidos são caracterizadas 
por níveis séricos aumentados dessas proteínas, e as medidas 
desses níveis séricos são usadas clinicamente para diagnosticar 
o dano a esses tecidos.
RESUMO
Alterações Morfológicas nas Células Lesadas
•	 Lesão celular reversível: tumefação celular, alteração gordu-
rosa, bolhas na membrana plasmática e perda das micro-
vilosidades, tumefação das mitocôndrias, dilatação do RE, 
eosinofilia (devida à diminuição do RNA citoplasmático).
•	 Necrose: aumento da eosinofilia; retração, fragmentação e 
dissolução nuclear; rompimento da membrana plasmática 
e das membranas das organelas; abundantes figuras de mie-
lina; extravasamento e digestão enzimática dos conteúdos 
celulares.
•	 Padrões de necrose tecidual: sob diferentes condições, a ne-
crose tecidual assume padrões específicos: de coagulação, 
liquefativa, gangrenosa, caseosa, gordurosa e fibrinoide.
MECANISMOS DA LESÃO CELULAR
Agora que já discutimos ascausas da lesão celular e da necrose, 
e suas correlações morfológicas e funcionais, consideraremos 
em mais detalhes as bases moleculares da lesão celular e ilus-
traremos os princípios importantes com alguns exemplos sele-
cionados de tipos comuns de lesão.
Os mecanismos biológicos que ligam determinada lesão 
com as manifestações celulares e tissulares resultantes são 
com o cálcio, produzindo áreas brancas gredosas macroscopi-
camente visíveis (saponificação da gordura), que permitem ao 
cirurgião e ao patologista identificar as lesões (Fig. 1-12). Ao 
exame histológico, os focos de necrose exibem contornos 
sombreados de adipócitos necróticos com depósitos de cálcio 
basofílicos circundados por reação inflamatória.
•	 A	necrose fibrinoide é uma forma especial de necrose, 
visível à microscopia óptica, geralmente observada nas rea-
ções imunes, nas quais complexos de antígenos e anticorpos 
são depositados nas paredes das artérias. Os imunocom-
plexos depositados, em combinação com a fibrina que te-
nha extravasado dos vasos, resulta em aparência amorfa 
e róseo-brilhante, pela coloração do H&E, conhecida 
pelos patologistas como fibrinoide (semelhante à fibrina) 
(Fig. 1-13). As doenças imunologicamente mediadas (p. ex., 
a poliarterite nodosa), nas quais esse tipo de necrose é 
observado, são descritas no Capítulo 4.
Figura 1-11 Necrose caseosa. Pulmão tuberculoso com grande área 
de necrose caseosa contendo restos branco-amarelados e semelhantes 
a queijo.
Figura 1-12 Necrose gordurosa na pancreatite aguda. As áreas de de-
pósitos gredosos, brancas, representam focos de necrose gordurosa com 
formação de sabão de cálcio (saponificação) nos locais da degradação dos 
lipídios no mesentério.
Figura 1-13 Necrose fibrinoide na artéria de paciente com poliarteri-
te nodosa. A parede da artéria mostra área circunferencial de necrose, 
róseo-brilhante, com depósito de proteína e inflamação.
C A P Í T U L O 112 Lesão Celular, Morte Celular e Adaptações
complexos, interconectados e intimamente intercombinados 
com muitas vias metabólicas intracelulares. Contudo, vários 
princípios gerais são relevantes para a maioria das formas de 
lesão celular:
•	 A resposta celular ao estímulo nocivo depende do tipo de lesão, 
sua duração e sua gravidade. Assim, pequenas doses de toxina 
ou breves períodos de isquemia podem levar a lesão celular 
reversível, enquanto altas doses de toxina ou isquemia mais 
prolongada podem resultar em lesão celular irreversível e 
morte celular.
•	 As consequências de um estímulo nocivo dependem do tipo, 
status, adaptabilidade e fenótipo genético da célula lesada. A 
mesma lesão gera diferentes resultados dependendo do 
tipo celular; assim, o músculo estriado esquelético da per-
na se acomoda à isquemia completa por 2-3 horas sem 
lesão irreversível, ao passo que o músculo cardíaco morre 
depois de apenas 20-30 minutos. O estado nutricional ou 
hormonal também pode ser importante; evidentemente, um 
hepatócito repleto de glicogênio poderá tolerar a isquemia 
muito melhor do que um hepatócito que tenha acabado de 
consumir sua última molécula de glicose. A diversidade 
geneticamente programada nas vias metabólicas também 
contribui para as diferentes respostas aos estímulos. Por 
exemplo, quando expostos à mesma dose de uma toxina, os 
indivíduos que herdam variantes nos genes que codificam 
o citocromo P-450 podem catabolizar a toxina em diferentes 
taxas, levando a diferentes resultados. Os esforços têm sido 
direcionados para o entendimento do papel dos polimorfis-
mos genéticos nas respostas a drogas e toxinas. O estudo 
de tais interações é denominado farmacogenômica. De 
fato, as variações genéticas influenciam a suscetibilidade 
a muitas doenças complexas, bem como a resposta a vários 
agentes terapêuticos. O uso do mapeamento genético de um 
paciente para orientar a terapia é um exemplo de “medicina 
personalizada”.
•	 A lesão celular resulta de alterações bioquímicas e funcionais 
em um ou mais dos vários componentes celulares essenciais 
(Fig. 1-14). Os alvos mais importantes dos estímulos nocivos 
são: (1) as mitocôndrias e sua habilidade em gerar ATP e 
ERO em condições patológicas; (2) desequilíbrio na homeos-
tasia do cálcio; (3) danos às membranas celulares (plas-
mática e lisossômica) e (4) danos ao DNA e ao dobramento 
das proteínas.
•	 As múltiplas alterações bioquímicas podem ser disparadas por 
qualquer lesão nociva. É difícil determinar qualquer mecanis-
mo a uma lesão ou situação clínica em particular na qual a 
lesão celular seja proeminente. Por essa razão, as terapias que 
visam mecanismos individuais de lesão celular podem não 
ser eficazes.
Discutiremos brevemente os principais mecanismos de lesão 
celular.
Depleção de ATP
O ATP, o estoque de energia da célula, é produzido principal-
mente por fosforilação oxidativa do difosfato de adenosina 
(ADP) durante a redução do oxigênio no sistema de transporte 
de elétrons das mitocôndrias. Além disso, a via glicolítica pode 
gerar ATP, na ausência de oxigênio, usando a glicose derivada a 
partir da circulação ou a partir da hidrólise do glicogênio intra-
celular. As principais causas de depleção de ATP são a redução 
do suprimento de oxigênio e nutrientes, o dano mitocondrial e as 
ações de algumas toxinas (p. ex., cianeto). Os tecidos com maior 
capacidade glicolítica (como o fígado) são capazes de sobreviver 
melhor à perda de oxigênio e ao decréscimo de fosforilação 
oxidativa do que os tecidos com capacidade limitada para a 
glicólise (p. ex., o cérebro). O fosfato de alta energia, na forma de 
ATP, é necessário para virtualmente todos os processos de sín-
tese e degradação dentro da célula, incluindo o transporte de 
membrana, a síntese de proteínas, a lipogênese e as reações 
de diacilação-reacilação, necessárias para a renovação dos fos-
folipídios. Estima-se que, no total, as células de um indivíduo 
saudável gastem 50-75 kg de ATP a cada dia!
A depleção significativa de ATP tem amplos efeitos em muitos sis-
temas celulares críticos (Fig. 1-15):
•	 A	atividade	da	bomba de sódio na membrana plasmática depen-
dente de ATP é reduzida, resultando em acúmulo intracelu-
lar de sódio e efluxo de potássio. O ganho final de soluto é 
acompanhado por um ganho iso-osmótico de água, causando 
tumefação celular e dilatação do RE.
•	 Ocorre	aumento compensatório na glicólise anaeróbica, na tenta-
tiva de manter as fontes de energia celular. Como consequên-
cia, as reservas de glicogênio intracelular são rapidamente 
exauridas e o ácido lático se acumula, levando à diminuição 
do pH intracelular e à diminuição da atividade de muitas 
enzimas celulares.
•	 A falência na bomba de Ca2+ leva ao influxo de Ca2+, com efei-
tos danosos em vários componentes celulares, descritos 
adiante.
•	 A	depleção	prolongada	ou	crescente	de	ATP	causa	o	rompi-
mento estrutural do aparelho de síntese proteica, manifestado 
Figura 1-14 Principais mecanismos bioquímicos e sítios de lesão celular. ATP, trifosfato de adenosina; ERO, espécies de oxigênio reativo.
13Mecanismos da lesão celular
como desprendimento dos ribossomos do retículo endo-
plasmático granular (REG) e dissociação dos polissomos 
em monossomos, com consequente redução da síntese de 
proteína. Finalmente, ocorre dano irreversível às membranas 
mitocondriais e lisossômicas, e a célula sofre necrose.
Danos e Disfunções Mitocondriais
As mitocôndrias podem ser vistas como “minifábricas” que 
produzem energia de sustentação da vida, na forma de ATP, 
mas são também componentes críticos da lesão e morte celular 
(Fig. 1-16). As mitocôndrias são sensíveis a vários tipos de es-
tímulos nocivos, incluindo hipóxia, toxinas químicas e radiação. 
Os danos mitocondriais resultam em graves anormalidades 
bioquímicas:
•	 Falha	na	fosforilação	oxidativa	levando	a	depleção	progres-
siva de ATP, culminando na necrose da célula, como descrito 
anteriormente.
•	 Fosforilação	oxidativa	anormal	leva	também	à	formação	de	
espécies reativas de oxigênio, com muitosefeitos deletérios, 
descritos adiante.
•	 A	lesão	mitocondrial	frequentemente	resulta	na	formação	de	
um canal de alta condutância na membrana mitocondrial, 
chamado de poro de transição de permeabilidade mitocon-
drial. A abertura desse canal leva à perda do potencial de 
membrana da mitocôndria e à alteração do pH, comprome-
tendo a fosforilação oxidativa.
•	 As	mitocôndrias	contêm	também	várias	proteínas	que,	
quando liberadas para o citoplasma, informam à célula que 
há uma lesão interna e ativam a via de apoptose, discutida 
adiante.
Influxo de Cálcio
A importância do Ca2+ na lesão celular foi estabelecida pelo 
achado experimental de que o cálcio extracelular depletado 
retarda a morte celular após hipóxia e exposição a algumas 
toxinas. Normalmente, o cálcio livre no citosol é mantido 
por transportadores de cálcio dependentes de ATP, em con-
centrações 10.000 vezes menores do que a concentração do 
cálcio extracelular ou do cálcio intracelular sequestrado nas 
mitocôndrias e no RE. A isquemia e certas toxinas causam 
aumento da concentração do cálcio citosólico, inicialmente 
por causa da liberação de Ca2+ armazenado intracelularmente 
e, mais tarde, do cálcio que resulta do influxo aumentado 
através da membrana plasmática. O aumento do cálcio citosólico 
ativa várias enzimas, com efeitos celulares potencialmente 
prejudiciais (Fig. 1-17). Essas enzimas incluem as fosfolipases 
(que causam danos à membrana), as proteases (que clivam as 
proteínas de membrana e do citoesqueleto), as endonucleases 
(que são responsáveis pela fragmentação da cromatina e do 
DNA) e as trifosfatases de adenosina (ATPases), acelerando 
a depleção de ATP. O aumento dos níveis de Ca2+ intracelular 
resultam, também, na indução da apoptose, através da ativa-
ção direta das caspases e pelo aumento da permeabilidade 
mitocondrial.
Acúmulo de Radicais Livres Derivados 
do Oxigênio (Estresse Oxidativo)
Os radicais livres são espécies químicas que possuem um único 
elétron não pareado em órbita externa. Tais estados químicos são 
extremamente instáveis e reagem prontamente com químicos 
orgânicos e inorgânicos; quando gerados nas células, atacam 
Figura 1-15 Consequências morfológicas e funcionais da diminuição 
de trifosfato de adenosina intracelular (ATP). RE, retículo endoplas-
mático.
Figura 1-16 Papel da mitocôndria na lesão e morte celular. As mitocôn-
drias são afetadas por vários estímulos nocivos, e suas anormalidades 
levam à necrose ou à apoptose. A via de apoptose é descrita em mais 
detalhes adiante. ATP, trifosfato de adenosina; ERO, espécies reativas de 
oxigênio.
C A P Í T U L O 114 Lesão Celular, Morte Celular e Adaptações
avidamente os ácidos nucleicos, assim como uma variedade de 
proteínas e lipídios celulares. Além disso, os radicais livres ini-
ciam reações autocatalíticas; as moléculas que reagem com eles 
são, por sua vez, convertidas em radicais livres, propagando, 
assim, a cadeia de danos.
As espécies reativas do oxigênio (ERO) são um tipo de radical 
livre derivado do oxigênio, cujo papel na lesão celular está 
bem estabelecido. Em muitas circunstâncias, a lesão celular 
envolve danos causados pelos radicais livres; essas situações 
incluem a lesão de isquemia-reperfusão (discutida adiante), a 
lesão química e por radiação, a toxicidade do oxigênio e outros 
gases, o envelhecimento celular, a destruição dos micróbios 
pelas células fagocíticas e a lesão tecidual causada por células 
inflamatórias.
Existem diferentes tipos de ERO produzidos por duas vias 
principais (Fig. 1-18);
•	 Normalmente as ERO são produzidas em pequenas quantidades, 
em todas as células, durante as reações de oxidação e redução 
que ocorrem durante a respiração e a geração de energia 
mitocondrial. Nesse processo, o oxigênio molecular é se-
quencialmente reduzido nas mitocôndrias através da adição 
de quatro elétrons para gerar água. Entretanto, essa reação 
é imperfeita, e pequenas quantidades de intermediários 
tóxicos altamente reativos são geradas quando o oxigênio é 
apenas parcialmente reduzido. Esses intermediários incluem 
o superóxido (O2•), convertido em peróxido de hidrogênio 
(H2O2) espontaneamente ou pela ação da superóxido dis-
mutase. O H2O2 é mais estável que o O2• e pode atravessar 
membranas biológicas. Na presença de metais, como Fe2+, 
o H2O2 é convertido ao radical hidroxila altamente reativo 
(•OH) pela reação de Fenton.
•	 As ERO são produzidas pelos leucócitos, principalmente neutrófilos 
e macrófagos, como uma arma para destruição de micróbios e 
outras substâncias durante a inflamação e defesa do hos-
pedeiro (Capítulo 2). As ERO são geradas nos fagossomas 
e fagolisossomas dos leucócitos por um processo similar 
à respiração mitocondrial, conhecido como surto respirató-
rio (ou surto oxidativo). Nesse processo, uma enzima da 
Figura 1-18 vias de produção de espécies reativas de oxigênio. A, Em todas as células, o superóxido (O2•) é produzido durante a respiração mitocon-
drial pela cadeia de transporte de elétrons e é convertido a H2O2 e radical livre hidroxila (•OH) ou a peroxinitrito (ONOO−). B, Nos leucócitos 
(principalmente neutrófilos e macrófagos), a enzima oxidase presente na membrana do fagossoma gera superóxido, que pode ser convertido a outros 
radicais livres. A mieloperoxidase (MPO) dos fagossomas também gera hipoclorito a partir de espécies reativas de oxigênio (ERO). NO, óxido nítrico; 
SOD, superóxido dismutase.
Figura 1-17 Fontes e consequências do aumento do cálcio citosólico 
na lesão celular. ATP, trifosfato de adenosina; ATPase, trifosfatase de 
adenosina.
15Mecanismos da lesão celular
membrana do fagossoma catalisa a geração de superóxido, 
que é convertido a H2O2. O H2O2 é, por sua vez, convertido 
a um composto hipoclorito altamente reativo pela enzima 
mieloperoxidase, presente nos leucócitos. O papel das ERO 
na inflamação é descrito no Capítulo 2.
•	 O	óxido nítrico (NO) é outro radical livre reativo produzido 
pelos leucócitos e outras células. Ele pode reagir com o O2• e 
formar um composto altamente reativo, o peroxinitrito, que 
também participa da lesão celular.
O dano causado pelos radicais livres é determinado por suas taxas 
de produção e remoção (Fig. 1-19). Quando a produção de ERO 
aumenta ou quando os sistemas de remoção são ineficientes, 
o resultado é um excesso desses radicais livres que leva a uma 
condição chamada de estresse oxidativo.
A geração de radicais livres aumenta sob várias circunstâncias:
•	 Na	absorção	de	energia	radiante	(p. ex.,	luz	ultravioleta,	raios	X).	 
A radiação ionizante pode hidrolisar a água em radicais livres 
hidroxila (•OH) e hidrogênio (H•).
•	 No	metabolismo	enzimático	de	substâncias	químicas	exóge-
nas (p. ex., tetracloreto de carbono — ver adiante).
•	 Na	inflamação,	onde	os	radicais	livres	são	produzidos	pelos	
leucócitos (Capítulo 2).
As células desenvolveram múltiplos mecanismos para a remoção de 
radicais livres e, desse modo, minimizar a lesão. Os radicais livres 
são inerentemente instáveis e decompõem-se espontaneamente. 
Existem vários sistemas enzimáticos e não enzimáticos que 
contribuem para a inativação das reações de radicais livres 
(Fig. 1-19).
•	 A	taxa	de	decomposição	espontânea	do	superóxido	é	aumen-
tada significativamente pela ação das superóxido dismutases 
(SODs) encontradas em muitos tipos celulares.
•	 As	glutationa	peroxidases	(GSH)	constituem	uma	família	
de enzimas cuja principal função é proteger as células da 
lesão oxidativa. O membro mais abundante dessa família, a 
glutationa peroxidase 1, é encontrada no citoplasma de todas 
as células. Ela catalisa a degradação do H2O2 pela reação 2 
GSH (glutationa) + H2O2 → GS-SG + 2H2O. A proporção 
intracelular de glutationa oxidada (GSSG) para glutationa 
reduzida (GSH) reflete a atividade da enzima e a habilidade 
das células em catabolizar radicais livres.
•	 A	catalase,	presente	nos	peroxisomas,	direciona	a	decom-
posição do peróxido de hidrogênio (2H2O2 → O2 + 2H2O). 
A catalase é uma das mais importantesenzimas conhecidas, 
capaz de degradar milhões de moléculas de H2O2 por se-
gundo.
•	 Os	antioxidantes	endógenos	ou	exógenos	(p. ex.,	as	vita-
minas E, A, C e o b-caroteno) podem bloquear a formação 
de radicais livres ou removê-los, uma vez que tenham sido 
formados.
As espécies reativas do oxigênio causam lesão celular através de três 
principais reações (Fig. 1-19):
•	 Peroxidação lipídica das membranas. Ligações duplas de lipídios 
polinsaturados na membrana são vulneráveis ao ataque por 
radicais livres derivados do oxigênio. As interações lipí-
dio-radical geram peróxidos, que são instáveis e reativos, e 
sobrevém uma reação em cadeia autocatalítica.
•	 Ligação cruzada e outras alterações das proteínas. Os radicais 
livres promovem ligação cruzada das proteínas mediadas por 
sulfidrila, resultando no aumento da degradação ou perda 
da atividade enzimática. As reações radicais livres também 
podem causar a fragmentação dos polipeptídios.
•	 Lesões do DNA. As reações radicais livres com a timina no 
DNA mitocondrial e nuclear produzem quebra do filamento 
único no DNA. Essa lesão no DNA foi implicada na morte 
celular, envelhecimento celular e transformação maligna das 
células.
Além do papel das ERO na lesão celular e destruição de mi-
cróbios, baixas concentrações de ERO estão envolvidas em 
numerosas vias de sinalização celular e em muitas reações 
fisiológicas. Portanto, essas moléculas são produzidas nor-
malmente, mas, para evitar seus efeitos lesivos, suas concen-
trações intracelulares são rigorosamente reguladas nas células 
saudáveis.
Defeitos na Permeabilidade da Membrana
O aumento da permeabilidade da membrana, levando pos-
teriormente a lesão franca da membrana, é uma característica 
consistente da maioria das formas de lesão celular que culmina 
em necrose. A membrana plasmática pode ser danificada por 
Figura 1-19 Geração, remoção e papel das espécies reativas de oxigênio (ERO) na lesão celular. A produção de ERO é aumentada por muitos 
estímulos nocivos. Esses radicais livres são removidos por decomposição espontânea e por sistemas enzimáticos especializados. A produção exces-
siva ou a remoção inadequada resulta em acúmulo de radicais livres na célula que lesa os lipídios (por peroxidação), proteínas e DNA, resultando 
em lesão celular.
C A P Í T U L O 116 Lesão Celular, Morte Celular e Adaptações
isquemia, várias toxinas microbianas, componentes líticos do 
complemento e por uma variedade de agentes químicos e físi-
cos. Vários mecanismos bioquímicos podem contribuir para os 
danos à membrana (Fig. 1-20):
•	 Diminuição da síntese de fosfolipídios. Nas células, a produção 
de fosfolipídios pode ser reduzida sempre que houver queda 
dos níveis de ATP, levando ao decréscimo das atividades 
enzimáticas dependentes de energia. A redução de síntese de 
fosfolipídios afeta todas as membranas celulares, incluindo 
as membranas mitocondriais, exacerbando, assim, a perda 
de ATP.
•	 Aumento da degradação dos fosfolipídios. Uma lesão celular 
acentuada está associada ao aumento da degradação dos 
fosfolipídios da membrana, provavelmente devido à ativação 
de fosfolipases endógenas por elevação dos níveis de Ca2+ 
citosólico.
•	 ERO. Os radicais livres do oxigênio causam lesão às mem-
branas celulares através da peroxidação lipídica, discutida 
inicialmente.
•	 Alterações do citoesqueleto. Os filamentos do citoesqueleto fun-
cionam como âncoras que conectam a membrana plasmática 
ao interior da célula e exerce muitas funções na manutenção 
da arquitetura, na motilidade e na sinalização celulares nor-
mais. A ativação de proteases pelo Ca2+ citosólico aumentado 
pode danificar os elementos do citoesqueleto, levando a lesão 
da membrana.
•	 Produtos de degradação de lipídios. Incluem ácidos graxos livres 
não esterificados, acil-carnitina e lisofosfolipídios, produtos 
catabólicos que são conhecidos por acumularem-se nas cé-
lulas lesadas, em consequência da degradação fosfolipídica. 
Possuem efeito detergente sobre as membranas. Também 
se inserem na bicamada lipídica da membrana ou trocam 
de posição com os fosfolipídios da membrana, causando 
potencialmente alterações na permeabilidade e alterações 
eletrofisiológicas.
Os sítios mais importantes da membrana, durante a lesão celu-
lar, são as membranas mitocondriais, a membrana plasmática 
e as membranas lisossômicas.
•	 Danos na membrana mitocondrial. Como já discutido, os danos 
às membranas mitocondriais resultam em decréscimo da 
produção de ATP, culminando em necrose.
•	 Danos à membrana plasmática. Os danos à membrana plas-
mática levam à perda do equilíbrio osmótico e influxo de 
fluidos e íons, bem como à perda dos conteúdos celulares. 
As células podem, também, perder metabólitos que são vitais 
para a reconstituição do ATP, depletando, então, os estoques 
de energia.
•	 Danos às membranas lisossômicas resultam em extravasamento 
de suas enzimas para o citoplasma e ativação das hidrolases 
ácidas, em pH intracelular ácido da célula lesada (p. ex., célu-
la isquêmica). Os lisossomos contêm ribonucleares (RNases), 
DNases, proteases, glicosidases e outras enzimas. A ativação 
dessas enzimas leva à digestão enzimática dos componentes 
celulares, e a célula morre por necrose.
Danos ao DNA e às Proteínas
As células possuem mecanismos que reparam as lesões de DNA, 
porém se o dano é muito grave para ser corrigido (p. ex., após 
lesão por radiação ou estresse oxidativo) a célula inicia seu pro-
grama de suicídio e morre por apoptose. Uma reação semelhante 
é iniciada por proteínas impropriamente dobradas, as quais 
podem ser resultantes de mutações herdadas ou disparadores 
externos, como os radicais livres. Como esses mecanismos de 
lesão celular causam tipicamente a apoptose, eles serão dis-
cutidos mais adiante no capítulo.
RESUMO
Mecanismos da Lesão Celular
•	 Depleção de ATP: falha das funções dependentes de energia 
→ lesão reversível → necrose.
•	 Lesão mitocondrial: depleção de ATP → falha nas funções 
celulares dependentes de energia → finalmente, necrose; 
sob algumas condições, extravasamento de proteínas que 
causam apoptose.
•	 Influxo de cálcio: ativação de enzimas que danificam os com-
ponentes celulares e podem também disparar a apoptose.
•	 Acúmulo de espécies reativas do oxigênio: modificação cova-
lente de proteínas celulares, lipídios, ácidos nucleicos.
•	 Aumento da permeabilidade das membranas celulares: pode 
afetar a membrana plasmática, membranas lisossômicas, 
membranas mitocondriais; tipicamente culmina em necrose.
•	 Acúmulo de DNA danificado e proteínas mal dobradas: dispara 
a apoptose.
CORRELAÇÕES CLINICOPATOLÓGICAS: 
EXEMPLOS DE LESÃO CELULAR 
E NECROSE
Para ilustrar a evolução e os mecanismos bioquímicos da lesão 
celular, concluímos esta seção discutindo alguns exemplos 
comumente encontrados de lesão celular reversível e necrose.
Figura 1-20 Mecanismos da lesão à membrana, na lesão celular. A dimi-
nuição de O2 e o aumento citosólico de Ca2+ são tipicamente observados 
na isquemia, mas podem acompanhar outras formas de lesão celular. As 
espécies reativas de oxigênio, que frequentemente são produzidas na lesão 
de reperfusão nos tecidos isquêmicos, também causam lesão à membrana 
(não mostrado).
17Correlações clinicopatológicas: exemplos de lesão celular e necrose
Lesão Isquêmica e Hipóxica
Isquemia ou redução do fluxo sanguíneo para um tecido é a 
causa mais comum de lesão celular aguda na doença humana. 
Ao contrário da hipóxia, na qual a produção de energia através 
da glicólise anaeróbica continua (embora menos eficientemente 
do que pelas vias oxidativas), a isquemia, por causa da redução do 
fluxo sanguíneo, também compromete a distribuição de subs-
tratos para a glicólise. Consequentemente, a geração de energia 
anaeróbica também cessa nos tecidos isquêmicos depois que os 
substratos são exauridos ou quando a glicólise é inibida pela 
acumulação de metabólitos que normalmente poderiam ser 
removidos pelo fluxo sanguíneo. Por essa razão, a isquemia lesaos tecidos mais rapidamente que a hipóxia. As principais alterações 
celulares em células privadas de oxigênio são a diminuição de 
geração de ATP, a lesão mitocondrial e a acumulação de ERO, 
com suas consequências.
A alteração bioquímica mais importante nas células hipóxicas que 
leva a lesão celular é a redução da geração de ATP intracelular, como 
consequência do suprimento reduzido de oxigênio. Como descrito 
anteriormente, a perda de ATP ocasiona a falha de muitos sis-
temas celulares dependentes de energia, que incluem (1) bombas 
de íons (levando à tumefação celular e ao influxo de Ca2+, com 
suas consequências deletérias); (2) depleção dos estoques de 
glicogênio e acumulação de ácido lático, diminuindo o pH in-
tracelular; e (3) redução da síntese de proteínas.
Nesse estágio, as consequências funcionais podem ser 
graves. Por exemplo, o músculo cardíaco cessa a contração 
dentro de 60 segundos de oclusão coronária. Se a hipóxia 
continuar, a piora da depleção de ATP causará degeneração 
adicional, com perda das microvilosidades e a formação de 
“bolhas” (Fig. 1-6). Nesse ponto, toda a célula e suas organelas 
(mitocôndrias, RE) estão notavelmente tumefatas, com concen-
trações aumentadas de água, sódio e cloreto, e concentração 
reduzida de potássio. Se o oxigênio for restaurado, todas essas 
perturbações serão reversíveis e, no caso do miocárdio, a con-
tratilidade retornará.
Se a isquemia persistir, sobrevirá lesão irreversível e necrose. 
A lesão irreversível está associada à intensa tumefação das 
mitocôndrias, lesão intensa das membranas plasmáticas 
e tumefação dos lisossomos. Pode ocorrer influxo maciço de 
cálcio para dentro da célula e acumulação de ERO. A morte 
é principalmente por necrose, mas a apoptose também con-
tribui; a via apoptótica é ativada pela liberação de moléculas 
pró-apoptóticas das mitocôndrias. Os componentes celulares 
são progressivamente degradados e há um extravasamento 
difuso das enzimas celulares para o espaço extracelular. 
Finalmente, as células mortas podem ser substituídas por 
grandes massas compostas de fosfolipídios na forma de 
figuras de mielina. Estas, então, são fagocitadas por leucó-
citos ou degradadas em ácidos graxos que podem se tornar 
calcificados.
Lesão de Isquemia-Reperfusão
A restauração do fluxo sanguíneo pode resultar em restau-
ração das células se elas foram lesadas de modo reversível. 
No entanto, sob certas circunstâncias, a restauração do fluxo 
sanguíneo para tecidos isquêmicos, mas não mortos, resulta, para-
doxalmente, em morte das células que não estavam irreversivelmente 
lesadas. Essa tão conhecida lesão de isquemia-reperfusão é um 
processo clinicamente importante que pode contribuir signi-
ficativamente para danos no tecido, em infartos do miocárdio 
e isquemia cerebral.
Vários mecanismos podem ser responsáveis pela exacerbação 
da lesão celular resultante da reperfusão dentro dos tecidos 
isquêmicos:
•	 Uma	nova	lesão	pode	ser	iniciada	durante	a	reoxigenação	
devido a uma produção aumentada de ERO pelas células 
endoteliais, do parênquima e dos leucócitos infiltrantes. 
Quando o suprimento de oxigênio é aumentado, ocorre au-
mento correspondente na produção de ERO, especialmente 
porque a lesão mitocondrial leva a uma redução incompleta 
de oxigênio e devido à ação das oxidases dos leucócitos, das 
células endoteliais ou das células do parênquima. Os meca-
nismos de defesa antioxidantes celulares também podem ser 
comprometidos pela isquemia, favorecendo a acumulação de 
radicais livres.
•	 A	inflamação, que é induzida pela lesão isquêmica, pode 
aumentar com a reperfusão devido ao influxo aumenta-
do de leucócitos e proteínas plasmáticas. Os produtos dos 
leucócitos ativados podem causar lesão adicional ao tecido 
(Capítulo 2). A ativação do sistema complemento também con-
tribui para a lesão de isquemia-reperfusão. As proteínas do 
complemento ligam-se aos tecidos lesados ou a anticorpos 
depositados nos tecidos isquêmicos, e uma subsequente 
ativação do complemento acentua a inflamação e a lesão 
celular.
Lesão Química (Tóxica)
As substâncias químicas induzem lesão celular por um dos dois 
mecanismos gerais:
•	 Algumas substâncias químicas atuam diretamente pela com-
binação com um componente molecular crítico ou com uma 
organela celular. Por exemplo, no envenenamento por clo-
reto de mercúrio (como ocorre com a ingestão de frutos do 
mar contaminados — Capítulo 7), o mercúrio se liga aos 
grupamentos sulfidrila das várias proteínas de membrana 
celular, causando inibição do transporte dependente de ATP 
e aumento da permeabilidade da membrana. Muitos agentes 
quimioterápicos antineoplásicos também induzem lesão 
celular por efeitos citotóxicos diretos. Nesses casos, o maior 
dano é mantido pelas células que usam, absorvem, excretam ou 
concentram os compostos.
•	 Muitas outras substâncias químicas não são biologicamen-
te ativas, mas devem ser primeiro convertidas a metabólitos 
tóxicos reativos, que então agem sobre as células-alvo. Es-
sa modificação é normalmente realizada pelo citocromo 
P-450, no retículo endoplasmático agranular do fígado 
e outros órgãos. Embora os metabólitos possam causar 
danos à membrana e lesão celular, por ligação covalente 
direta a proteínas e lipídios, o mecanismo mais importante 
de lesão envolve a formação de radicais livres. O tetra-
cloreto de carbono (CCl4) — que é amplamente utilizado 
na indústria de limpeza a seco, mas agora proibido — e 
o analgésico paracetamol pertencem a essa categoria. O 
efeito do CCl4 é ainda instrutivo como exemplo de lesão 
química. O CCl4 é convertido, principalmente no fígado, ao 
radical livre tóxico CCl3•, e esse radical é a causa da lesão 
celular, principalmente, pela peroxidação dos fosfolipídios 
de membrana. Em menos de 30 minutos após exposição ao 
CCl4, ocorre um declínio de síntese de enzimas hepáticas e 
proteínas plasmáticas; dentro de duas horas, já ocorreram 
tumefação e desprendimento dos ribossomos no retículo 
endoplasmático agranular. Nos hepatócitos, a exportação 
dos lipídios é reduzida, em consequência da incapacidade 
C A P Í T U L O 118 Lesão Celular, Morte Celular e Adaptações
de sintetizar apoproteína, para formar complexos com os 
triglicerídeos e facilitar, assim, a secreção de lipoproteína; 
o resultado é o “fígado gorduroso” do envenenamento por 
CCl4. Segue-se então a lesão mitocondrial; subsequente-
mente, os estoques reduzidos de ATP resultam em defeito 
no transporte de íons e tumefação celular progressiva; as 
membranas plasmáticas são depois lesadas por aldeídos 
graxos produzidos por peroxidação lipídica no RE. O re-
sultado final pode ser o influxo de cálcio e, finalmente, a 
morte celular.
APOPTOSE
A apoptose é uma via de morte celular, induzida por um programa de 
suicídio estritamente regulado no qual as células destinadas a morrer 
ativam enzimas que degradam seu próprio DNA e as proteínas nu-
cleares e citoplasmáticas. Os fragmentos das células apoptóticas 
então se separam, gerando a aparência responsável pelo nome 
(apoptose, “cair fora”). A membrana plasmática da célula apop-
tótica permanece intacta, mas é alterada de tal maneira que 
a célula e seus fragmentos tornam-se alvos atraentes para os 
fagócitos. Rapidamente, as células mortas e seus fragmentos 
são removidos antes que seus conteúdos extravasem e, por 
isso, a morte celular por essa via não induz uma reação inflamatória 
no hospedeiro. A apoptose difere da necrose, que é caracterizada 
pela perda da integridade da membrana, digestão enzimática 
das células, extravasamento dos conteúdos celulares e, fre-
quentemente, uma reação no hospedeiro (Fig. 1-6 e Tabela 1-1). 
Entretanto, a apoptose e a necrose algumas vezes coexistem, e 
a apoptose induzida por alguns estímulos patológicos progride 
para a necrose.
Causas da Apoptose
A apoptose ocorre normalmente em muitas situações e funcio-
na para eliminar células potencialmente prejudiciais e células 
que tenham sobrevivido mais que sua utilidade. É também 
um evento patológicoquando as células são lesadas de modo 
irreparável, especialmente quando a lesão afeta o DNA ou as 
proteínas da célula; nessas situações, a célula lesada de modo 
irreparável é eliminada.
Apoptose em Situações Fisiológicas
A morte por apoptose é um fenômeno normal que funciona para elimi-
nar as células que não são mais necessárias e para manter, nos tecidos, 
um número constante das várias populações celulares. É importante 
nas seguintes situações fisiológicas:
•	 Destruição programada de células durante a embriogênese. O 
desenvolvimento normal está associado à morte de algumas 
células e ao surgimento de novas células e tecidos. A ex-
pressão morte celular programada foi criada originalmente 
para denotar a morte de tipos celulares específicos, em 
tempos definidos, durante o desenvolvimento de um or-
ganismo. Apoptose é um termo genérico para esse padrão 
de morte celular, independentemente do contexto, mas 
frequentemente é usado em alternância com morte celular 
programada.
•	 Involução de tecidos hormônios-dependentes sob privação de hormô-
nio, tal como a célula endometrial, que se desprende durante 
o ciclo menstrual, e a regressão da mama após o desmame.
•	 Perda celular em populações celulares proliferativas, como o 
epitélio de cripta intestinal, mantendo assim um número 
constante.
•	 Morte de células que já tenham cumprido seu papel, como os 
neutrófilos na resposta inflamatória aguda e os linfócitos, 
ao término da resposta imune. Nessas situações, as células 
sofrem apoptose porque estão privadas dos sinais de sobre-
vivência necessários, como os fatores de crescimento.
•	 Eliminação de linfócitos autorreativos potencialmente nocivos, 
antes ou depois de eles terem completado sua maturação, 
para impedir reações contra os tecidos da própria pessoa 
(Capítulo 4).
•	 Morte celular induzida por linfócitos T citotóxicos, um mecanis-
mo de defesa contra viroses e tumores que mata e elimina 
células neoplásicas e infectadas por vírus (Capítulo 4).
Apoptose em Condições Patológicas
A apoptose elimina células que estão geneticamente alteradas ou 
lesadas de modo irreparável, sem iniciar uma reação severa no hos-
pedeiro, mantendo mínima a lesão tecidual. A morte por apop-
tose é responsável pela perda de células em vários estados 
patológicos:
•	 Lesão de DNA. A radiação, as drogas citotóxicas anticâncer, os 
extremos de temperatura e mesmo a hipóxia podem lesar o 
DNA diretamente ou através da produção de radicais livres. 
Se os mecanismos de reparo não podem competir com a 
lesão, a célula dispara mecanismos intrínsecos que induzem 
a apoptose. Nessas situações, a eliminação da célula pode 
ser melhor alternativa do que arriscar em mutações no DNA 
lesado, o que pode progredir para uma transformação ma-
ligna. Esses estímulos nocivos causam apoptose se a lesão 
é leve, mas doses maiores do mesmo estímulo resultam em 
morte celular por necrose. A indução de apoptose em células 
cancerosas é um efeito desejado dos agentes quimioterápicos, 
muitos dos quais funcionam danificando o DNA.
•	 Acúmulo de proteínas anormalmente dobradas. As proteínas im-
propriamente dobradas podem surgir de mutações nos genes 
que codificam essas proteínas ou devido a fatores extrínsecos, 
como a lesão causada por radicais livres. O acúmulo exces-
sivo dessas proteínas no RE leva a uma condição conhecida 
como estresse do RE, que culmina em morte apoptótica das 
células.
•	 Lesão celular em certas infecções, particularmente as infecções 
virais, nas quais a perda de células infectadas é devida em 
grande parte à morte apoptótica que pode ser induzida pelo 
vírus (como nas infecções por adenovírus e vírus da imuno-
deficiência humana) ou pela resposta imune do hospedeiro 
(como na hepatite viral).
•	 Atrofia patológica no parênquima de órgãos após obstrução de 
ducto, como ocorre no pâncreas, na parótida e no rim.
MORFOLOGiA
Em tecidos corados pelo H&E, os núcleos das células apop-
tóticas exibem vários estágios de condensação e agregação 
da cromatina e, finalmente, cariorrexe (Fig. 1-21); em nível 
molecular, isso é refletido na fragmentação do DNA em peças 
do tamanho dos nucleossomos. Rapidamente as células re-
traem, formando brotos citoplasmáticos, e se fragmentam em 
corpos apoptóticos compostos por vesículas envoltas por 
membrana contendo citosol e organelas (Fig. 1-6). Em razão de 
tais fragmentos serem rapidamente expulsos e fagocitados, sem 
induzir resposta inflamatória, mesmo a apoptose substancial 
pode, histologicamente, ser indetectável.